JP4170834B2 - 投影スクリーン - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば投影機による投影等に用いられる投影スクリーンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、業務用や家庭用として、プロジェクタから光を投影スクリーンに投影し、画像等を投影するプロジェクションシステムが用いられている。
【０００３】
このようなプロジェクションシステムに用いられる投影スクリーンとしては通常、透明媒体に保持された透明または半透明の多孔質の微粒子と、その背後に配置された反射材料とを有するものである。具体的には、従来の投影システムでは、投影スクリーン上に投射される投影機からの投射光（映像光）の強度差によって映像の濃淡が作り出されており、例えば、黒地に白の絵を映し出すような場合には、投射光が投影スクリーンに当たる部分が白、それ以外の部分が黒となり、このような白黒の明るさの差により映像の濃淡が作り出されている。この場合、良好な映像表示を実現するためには、白表示の部分をより明るくし、黒表示の部分をより暗くして、コントラスト差を大きくする必要がある。
【０００４】
しかしながら、上述した従来の投影スクリーンでは、外光や照明光などの環境光を映像光との区別なく反射してしまうので、白表示の部分及び黒表示の部分の両方が明るくなり、白黒の明るさの差が小さくなってしまう。このため、上述した従来の投影スクリーンでは、部屋を暗くするための手段や環境などを用いて外光や照明光などの環境光の影響を抑えない限り、良好な映像表示を実現することが困難であるという問題があった。
【０００５】
そこで、このような問題を解決するために、コレステリック液晶を用いて外光等の反射を抑える投影スクリーン（特許文献１参照）も提案されている。しかしながら、コレステリック液晶の表面は、鏡面であるため、投影された光を鏡面反射してしまうことから、実用化には至っていない。
【０００６】
また、他の方法として特許文献２には、拡散性を有する多層反射性偏光材などを反射性偏光要素として用いる投影スクリーンであって、多層反射性偏光材などの偏光分離機能により環境光の一部を反射させないようにするとともに、多層反射性偏光材を構成する屈折率の異なる材料の界面反射、又は、多層反射性偏光材とは別に設けられた拡散要素により、反射光に散乱効果を与えるものが記載されている。また、コレステリック反射性偏光材などを反射性偏光要素として用いる投影スクリーンであって、この反射性偏光要素と拡散要素とを組み合わせて用い、コレステリック反射性偏光材などの偏光分離機能により環境光の一部を反射させないようにするとともに、コレステリック反射性偏光材とは別に設けられた拡散要素により反射光に散乱効果を与えるものも記載されている。
【０００７】
しかしながら、上記特許文献２に記載された前者のものは、あくまでも多層反射性偏光材などの直線偏光要素（スリーエム社製のＤＢＥＦなど）を前提とするものであるので、投影システムなどでに組み込んで用いる際には、直線偏光を出射する液晶プロジェクタなどの投影機との間で偏光面を一致させる必要があり、両者の偏光面が一致しない場合には良好な映像表示を実現することができないという問題があった。
【０００８】
また、上記特許文献２に記載された後者のものでは、反射性偏光要素としてコレステリック反射性偏光材などの円偏光要素が用いられているものの、反射性偏光要素の観察者側に設けられた拡散要素により反射光に散乱効果を与えるものであるので、反射性偏光要素により与えられる偏光分離機能が損なわれてしまい、映像の視認性を十分に向上させることができないという問題があった。
【０００９】
すなわち、反射性偏光要素の観察者側に拡散要素が設けられているので、反射性偏光要素に入射する前に光が拡散要素を透過し、その偏光状態が乱されてしまう（これを「消偏」という）。ここで、拡散要素を透過する光には環境光（外光など）と映像光の２種類があるが、環境光の偏光状態が拡散要素により乱された場合には、反射性偏光要素で本来透過されるべき光が消偏によって反射性偏光要素で反射される成分に変換されてしまい、不要な光として反射性偏光要素で反射されてしまう。また、映像光の偏光状態が拡散要素により乱された場合には、反射性偏光要素で本来反射されるべき光が消偏によって反射性偏光要素で反射されない成分に変換されてしまい、反射性偏光要素を透過してしまう。このような２つの現象により、本来の偏光分離機能が損なわれてしまい、映像の視認性を十分に向上させることができないという問題があった。
【００１０】
またさらに、上記発明においては、ギラつき防止をするために、ギラつき防止層を形成する必要があり、このギラつき防止層によっても偏光分離機能が低下するという問題があった。
【００１１】
【特許文献１】
特開平５−１０７６６０号公報
【特許文献２】
特表２００２−５４０４４５号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
以上のことから、明るい環境のもとでも使用可能であり、かつ明度の高い投影スクリーンの提供が望まれている。
【００１３】
【課題が解決するための手段】
本発明は、基材と、上記基材上に形成され、かつ特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有し、上記偏光選択反射層が、上記基材平面の法線を含む断面において、上記法線と螺旋軸構造領域の螺旋軸とのなす角が、上記法線方向を基準に右回りに鋭角である上記螺旋軸構造領域と、上記法線方向を基準に左回りに鋭角である上記螺旋軸構造領域とを有し、上記鋭角を有する螺旋軸構造領域が、偏光選択反射層内において５０％以上含有されており、上記偏光選択反射層は、上記偏光選択反射層の最大反射強度に対して半分以上の反射強度を有する波長域が、可視光域の一部のみであることを特徴とする投影スクリーンを提供する。
【００１４】
通常、コレステリック液晶構造を有する層による反射は鏡面となることから、投影スクリーンとして用いることは困難であるが、本発明によれば、上記偏光選択反射層が、上記基材の法線と所定の角度を有する螺旋軸を形成する螺旋軸構造領域を有し、上記所定の角度を有する螺旋軸構造領域が、偏光選択反射層内において５０％以上含有されており、上記偏光選択反射層は、上記偏光選択反射層の最大反射強度に対して半分以上の反射強度を有する波長域が、可視光域の一部のみであることによって、コレステリック液晶構造が構造的に不均一となることから、投影された光を鏡面反射することなく、また偏光分散機能を損なうことなく拡散させることが可能となり、投影スクリーンとすることができる。また、上記コレステリック液晶構造の偏光選択反射性により、投影機等から投影される特定の偏光成分の光を効率よく反射することができる。またさらに、上記コレステリック液晶構造の偏光選択反射性により、照明光や外光等の反射による影響を低減することが可能であることから、明るい環境のもとでも明度の高い投影スクリーンとすることができる。また、ギラつき防止層等の表面の凹凸（マット形状）を形成することなく、映像を視認することが可能となることから、ざらつきのない鮮明な映像品質を得ることが可能な投影スクリーンとすることができる。また、上記角度を有する螺旋構造領域が５０％未満となる場合には、入射した光の反射効率が低下し、スクリーンとして暗くなってしまう。さらに、可視光域の特定の波長の光を選択反射することが可能となる。また、上記特定の波長域を投影機等からの光に合わせることで、映像光のみを効率的に反射し、外光や照明光等については、コレステリック液晶構造により反射される光の量を低減することができ、より明るい環境下でも明度の高い投影スクリーンとすることが可能となる。
【００１５】
本発明においては、上記偏光選択反射層が、上記基材の法線方向の螺旋軸を有する螺旋軸構造領域を有するものであってもよい。
【００１７】
またさらに、本発明においては、上記偏光選択反射層は、上記偏光選択反射層に対して光が垂直に入射する場合を基準にして、選択反射中心波長が４３０ｎｍ〜４６０ｎｍ、５４０ｎｍ〜５７０ｎｍ、および５８０ｎｍ〜６２０ｎｍの範囲に存在する光を選択的に反射することが好ましい。これにより、例えば液晶プロジェクタ等から照射された三原色の波長域の光を反射することができ、良好なカラー表示が可能な投影スクリーンとすることができるからである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の投影スクリーンについて詳しく説明する。
【００１９】
本発明の投影スクリーンは、基材と、上記基材上に形成され、かつ特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有し、上記偏光選択反射層が、上記基材平面の法線を含む断面において、上記法線と螺旋軸構造領域の螺旋軸とのなす角が、上記法線方向を基準に右回りに鋭角である上記螺旋軸構造領域と、上記法線方向を基準に左回りに鋭角である上記螺旋軸構造領域とを有することを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の投影スクリーンは、例えば図１に示すように、基材１と、その基材１上に形成された偏光選択反射層２とを有するものであり、投影機３から投影された光を、拡散して反射するものである。
【００２１】
本発明においては、上記偏光選択反射層は、コレステリック規則性を示す液晶性組成物からなり、液晶分子の物理的な分子配列として、液晶分子のダイレクターが層の厚さ方向に連続的に回転してなる螺旋構造をとっており、このような液晶分子の物理的な分子配列に基づいて、一方向の円偏光成分と、これと逆回りの円偏光成分とを分離する偏光分離特性を有している。すなわち、偏光選択反射層において、螺旋軸に沿って入射した無偏光状態の光は、２つの偏光状態の光（右円偏光及び左円偏光）に分離され、一方は透過され、残りは反射される。この現象は、円偏光二色性として知られ、液晶分子の螺旋構造における螺旋巻き方向を適宜選択すると、この螺旋巻き方向と同一の旋光方向を有する円偏光成分が選択的に反射される。
【００２２】
またこの場合の最大旋光光散乱は、次式（１）の波長λ０で生じる。
【００２３】
λ０＝ｎａｖ・ｐ … （１）
ここで、ｐは液晶分子の螺旋構造における螺旋ピッチ長（液晶分子の分子螺旋の１ピッチ当たりの長さ）、ｎａｖは螺旋軸に直交する平面内での平均屈折率である。
【００２４】
また、このときの反射光の波長バンド幅△λは次式（２）で表される。ここで、△ｎは複屈折値である。
【００２５】
△λ＝△ｎ・ｐ … （２）
すなわち、例えば図２に示すように、投影スクリーンの観察者側から入射する無偏光状態の光（選択反射波長域内の右円偏光１１Ｒ及び左円偏光１１Ｌ、選択反射波長域外の右円偏光１２Ｒ及び左円偏光１２Ｌ）は、上述したような偏光分離特性に従って、選択反射中心波長λ０を中心とした波長バンド幅△λの範囲（選択反射波長域）に属する一方の円偏光成分（例えば選択反射波長域内の右円偏光１１Ｒ）が反射光１３として反射され、その他の光（例えば選択反射波長域内の左円偏光１１Ｌ、選択反射波長域外の右円偏光１２Ｒ及び左円偏光１２Ｌ）が透過される。
【００２６】
したがって、本発明によれば、偏光選択反射層を投影機等から射出される光と同じ側の偏光の特定波長を反射させる層とすることにより、投影された光を効率よく反射することができ、明度の高い投影スクリーンとすることができるのである。また、外光や照明光等は、上記偏光選択反射層によって特定の波長の光のみが反射され、それ以外の波長の光は反射されない。これにより、外光等に含まれる波長のうち、半分以上を透過させることが可能となり、照明光や外光等が存在する環境においても、明度の高い投影スクリーンとすることができるのである。
【００２７】
また、本発明においては、上記偏光選択反射層が、上記基材平面の法線を含む断面において、上記法線と螺旋軸構造領域の螺旋軸とのなす角が、上記法線方向を基準に右回りに鋭角である上記螺旋軸構造領域と、上記法線方向を基準に左回りに鋭角である上記螺旋軸構造領域とを有している。これにより、入射した特定の波長の光が、少なくとも２方向以上の異なる方向に反射される。すなわち、散乱して反射（拡散）されることとなり、投影スクリーンで反射された反射光を観察者が視認することが可能となるのである。
【００２８】
また、偏光選択反射層は、偏光分離機能を損なうことなく、拡散反射をすることができる、という利点も有する。
【００２９】
以下、このような本発明の投影スクリーンの各構成について説明する。
【００３０】
（偏光選択反射層）
まず、本発明の投影スクリーンに用いられる偏光選択反射層について説明する。本発明の投影スクリーンに用いられる偏光選択反射層は、上記基材平面の法線を含む断面において、上記法線と螺旋軸構造領域の螺旋軸とのなす角が、上記法線方向を基準に右回りに鋭角である上記螺旋軸構造領域と、上記法線方向を基準に左回りに鋭角である上記螺旋軸構造領域とを有するものである。ここで、本発明における螺旋軸構造領域とは、例えば図３に示すように、コレステリック液晶構造の中で実質的に一定方向の螺旋軸Ｌを持ったコレステリック液晶のブロック構造３０で、螺旋ピッチが実質的に１ピッチ以上のものをいうこととする。
【００３１】
通常のコレステリック液晶構造においては、基材平面の法線と同じ方向の螺旋軸を有する螺旋軸構造領域のみが存在し、これらの螺旋軸構造領域が整列して配向している。一方、本発明の偏光選択反射層は、例えば図４に示すように、螺旋軸Ｌが、基材１の法線ａに対して右回り方向に鋭角αを形成する螺旋軸構造領域３０（Ｒ）と、螺旋軸Ｌが基材１の法線ａに対して左回り方向に鋭角βを形成する螺旋軸構造領域３０（Ｌ）とを有するものである。これにより、偏光選択反射層中に入射した特定の波長の光が、一定方向のみではなく、例えば図３に示すように、散乱して反射することが可能となるのである。
【００３２】
またこの際、上記偏光選択反射層は、例えば図４に示すように、上記基材平面の法線方向に、螺旋軸Ｌを有する螺旋軸構造領域３０（Ｖ）も有するものであってもよい。
【００３３】
ここで、螺旋軸と基材平面の法線とが形成する角度として、具体的には、０°〜４５°の範囲内、中でも０°〜３０°の範囲内である螺旋軸構造領域を有するものであることが好ましい。これは、上記角度が上記範囲内より大きい場合には、入射した光が観察者側に効率的に反射されないからである。また、本発明においては、上記角度を有する螺旋軸構造領域が、偏光選択反射層内において５０％以上含有されていることが好ましい。上記角度を有する螺旋構造領域が５０％未満となる場合には、入射した光の反射効率が低下し、スクリーンとして暗くなってしまうからである。
【００３４】
上記螺旋軸の角度は、透過電子顕微鏡により撮影された断面構造の写真から、例えば図５に示すように、液晶分子の螺旋ピッチが実質的に１ピッチ以上の螺旋軸構造領域の螺旋軸Ｌと、基材の法線ａとの角度を測定することにより得た値をいうこととする。ここで、上記液晶分子の螺旋ピッチは、透過電子顕微鏡において、例えば図５に示すように、白色で観察される線と黒色で観察される線とが、二組で１ピッチとなる。また上記軸方向は、白色で観察される線または黒色で観察される線の垂線方向とする。
【００３５】
ここで、上述したような基材の法線に対して、上記の角度を有する螺旋軸構造領域をコレステリック液晶構造中に導入する方法としては、例えば後述する基材を、一定方向の配向性を有しないものとする方法や、偏光選択反射層に一般的に用いられるレベリング剤の量を調整する方法や、偏光選択反射層中に非液晶の重合性化合物を添加する方法等が挙げられ、これらの方法を組み合わせて用いてもよい。通常、コレステリック液晶構造は、上記基材の法線方向の螺旋構造軸領域のみを有するものであるが、上記の方法を行うことにより、コレステリック液晶構造中の配向が乱され、上述したような基材の法線に対し、所定の角度を有する螺旋構造軸領域を導入することが可能となるのである。
【００３６】
ここで、本発明に用いられる偏光選択反射層は、上記偏光選択反射層の最大反射強度に対して半分以上の反射強度を有する波長域が、可視光域（例えば４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長域）の一部のみであることが好ましい。これにより、可視光域の特定の波長の光を選択反射することが可能となる。上述したように、コレステリック液晶は、特定の波長のみの光を、強く反射することから、この特定の波長以外の波長の光は基材等にほぼ吸収されることとなる。したがって、外光や照明光等が投影スクリーンに入射した場合に、コレステリック液晶構造により強く反射される光の波長の領域を可視光のうちの一部とすることにより、外光や照明光の反射を低減させることができ、より明るい環境下でも明度の高い投影スクリーンとすることが可能となるからである。上記偏光選択反射層を構成するコレステリック液晶の反射する波長域は、コレステリック液晶の螺旋ピッチの長さにより決定される。
【００３７】
ここで、本発明の偏光選択反射層は、投影機等の光源から照射される波長の光を反射することが可能であれば、１種類の螺旋ピッチ長からなるものであってもよいが、例えば赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）の波長域が一つの螺旋ピッチ長での選択反射波長域の波長バンド幅に含まれる場合には、これらの波長の螺旋ピッチ長と、青色（Ｂ）の螺旋ピッチ長とを有するものであることが好ましく、特に赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）のそれぞれの波長の螺旋ピッチ長を有するものであることが好ましい。これは、通常投影機から射出される光は、赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）からなるものであり、この三原色によりカラー表示を実現しているからである。
【００３８】
本発明においては、上記の波長として具体的には、投影機の種類にもよるが、青色（Ｂ）の４３０ｎｍ〜４６０ｎｍ、緑色（Ｇ）の５４０ｎｍ〜５７０ｎｍ、赤色（Ｒ）の５８０ｎｍ〜６２０ｎｍの波長を選択的に反射するものであることが好ましい。これにより、装置の設計や光源の種類などによって波長に差があってもカラー表示をすることが可能であり、良好な白色も表現可能な投影スクリーンとすることができるからである。このような複数の螺旋ピッチ長を有する偏光選択反射層は、各螺旋ピッチ長を有するコレステリック液晶構造を有する層を積層することにより構成することができる。
【００３９】
また、上記偏光選択反射層（偏光選択反射層が複数の層からなる場合には各層）は、特定の偏光を１００％反射するような膜厚とすることが好ましい。上記偏光選択反射層の偏光に対する反射率は、偏光選択反射層の膜厚に依存するものであり、選択的に反射される特定の偏光成分の光（例えば右円偏光）に対して１００％未満の反射率であれば、映像光を効率的に反射することができないからである。上記反射率を１００％とするためには、通常４ピッチ〜８ピッチとすることが好ましく、具体的には、上記偏光選択反射層の材料の種類や特定の偏光の波長にもよるが、通常１μｍ〜１０μｍとされる。上記膜厚より薄い場合には、反射率が低くなり、投影スクリーンに投影された画像等を明度良く再現することが困難となり、また上記膜厚より厚い場合には、コレステリック液晶構造制御が困難となる場合や、ムラが生じること等があるからである。
【００４０】
ここで、上述した偏光選択反射層の材料としては、カイラルネマチック液晶や、コレステリック液晶を用いることができ、コレステリック規則性を有する材料であれば、特に限定されるものではないが、中でも分子の両末端に重合性官能基を有する重合性液晶材料であることが好ましい。これにより、硬化後、光学的に安定した投影スクリーンを得ることができるからである。また、上記重合性液晶材料が、ネマチック規則性もしくはスメクチック規則性を呈する場合には、重合性カイラル剤を用いてもよい。以下、本発明の偏光選択反射層に用いられる材料および偏光選択反射層の形成方法についてそれぞれ説明する。
【００４１】
（１）重合性液晶材料
このような重合性官能基を有する重合性液晶材料の一例としては、例えば下記の一般式（１）で表される化合物（Ｉ）を挙げることができる。化合物（Ｉ）としては、一般式（１）に包含される化合物の２種を混合して使用することも可能である。またさらに、上記化合物（Ｉ）と下記の一般式（２）〜（１２）で表わされる化合物（ＩＩ）とで構成されるものであってもよい。
【００４２】
化合物（Ｉ）としては、一般式（１）に包含される化合物の２種を混合して使用することができる。
【００４３】
【化１】
【００４４】
【化２】
【００４５】
化合物（Ｉ）を表わす一般式（１）において、Ｒ1及びＲ2はそれぞれ水素又はメチル基を示すが、液晶相を示す温度範囲の広さからＲ1及びＲ2は共に水素であることが好ましい。Ｘは水素、塩素、臭素、ヨウ素、炭素数１〜４のアルキル基、メトキシ基、シアノ基、ニトロ基のいずれであっても差し支えないが、塩素又はメチル基であることが好ましい。また、化合物（Ｉ）の分子鎖両端の（メタ）アクリロイロキシ基と、芳香環とのスペーサであるアルキレン基の鎖長を示すａ及びｂは、それぞれ個別に２〜１２の範囲で任意の整数を取り得るが、４〜１０の範囲であることが好ましく、６〜９の範囲であることがさらに好ましい。ａ＝ｂ＝０である一般式（１）の化合物は、安定性に乏しく、加水分解を受けやすい上に、化合物自体の結晶性が高い。また、ａ及びｂがそれぞれ１３以上である一般式（１）の化合物は、アイソトロピック転移温度（ＴＩ）が低い。この理由から、これらの化合物はどちらも液晶性を示す温度範囲が狭く好ましくない。
【００４６】
上述した例では、重合性液晶モノマーの例を挙げたが、本発明においては、重合性液晶オリゴマーや重合性液晶高分子等を用いることも可能である。このような重合性液晶オリゴマーや重合性液晶高分子としては、従来提案されているものを適宜選択して用いることが可能である。
【００４７】
（２）カイラル剤
本発明においては、ネマチック液晶にカイラル剤を加えた、コレステリック規則性を有するカイラルネマチック液晶を、好適に使用することもできる。
【００４８】
本発明に用いられるカイラル剤とは、光学活性な部位を有する低分子化合物であり、分子量１５００以下の化合物を意味する。カイラル剤は主として、例えば化合物（Ｉ）や、必要に応じて用いられる化合物（ＩＩ）に示されるような重合性液晶材料が発現する正の一軸ネマチック規則性に螺旋ピッチを誘起させる目的で用いられる。この目的が達成される限り、重合性液晶材料、例えば化合物（Ｉ）と、もしくは化合物（Ｉ）および化合物（ＩＩ）の混合物と、溶液状態あるいは溶融状態において相溶し、上記ネマチック規則性をとりうる重合性液晶材料の液晶性を損なうことなく、これに所望の螺旋ピッチを誘起できるものであれば、下記に示すカイラル剤としての低分子化合物の種類は特に限定されないが、分子の両末端に重合性官能基があることが耐熱性のよい光学素子を得る上で好ましい。液晶に螺旋ピッチを誘起させるために使用するカイラル剤は、少なくとも分子中に何らかのキラリティーを有していることが必須である。従って、本発明で使用可能なカイラル剤としては、例えば１つあるいは２つ以上の不斉炭素を有する化合物、キラルなアミン、キラルなスルフォキシド等のようにヘテロ原子上に不斉点がある化合物、あるいはクムレン、ビナフトール等の軸不斉を持つ化合物が例示できる。さらに具体的には、市販のカイラルネマチック液晶、例えば、Merck社製Ｓ−８１１等が挙げられる。
【００４９】
しかし、選択したカイラル剤の性質によっては、化合物（Ｉ）と、もしくは化合物（Ｉ）および化合物（ＩＩ）の混合物として例示されるような重合性液晶材料が形成するネマチック規則性の破壊、配向性の低下、あるいは該化合物が非重合性の場合には、液晶性組成物の硬化性の低下、硬化フィルムの信頼性の低下を招くおそれがある。さらに、光学活性な部位を有するカイラル剤の多量使用は、組成物のコストアップを招く。従って、短ピッチのコレステリック規則性を有する円偏光制御光学素子を製造する場合には、本発明に用いられる重合性液晶材料に含有させる光学活性な部位を有するカイラル剤には、螺旋ピッチを誘発する効果の大きなカイラル剤を選択することが好ましく、具体的には一般式（１３）、（１４）、又は（１５）で表されるような分子内に軸不斉を有する低分子化合物（ＩＩＩ）の使用が好ましい。
【００５０】
【化３】
【００５１】
【化４】
【００５２】
【化５】
【００５３】
カイラル剤（ＩＩＩ）を表わす一般式（１３）又は（１４）において、Ｒ4は水素又はメチル基を示す。Ｙは上記に示す式（ｉ）〜（ｘｘｉｖ）の任意の一つであるが、なかでも、式（ｉ），（ｉｉ），（ｉｉｉ），（ｖ）及び（ｖｉｉ）の何れか一つであることが好ましい。また、アルキレン基の鎖長を示すｄ及びｅは、それぞれ個別に２〜１２の範囲で任意の整数をとり得るが、４〜１０の範囲であることが好ましく、６〜９の範囲であることがさらに好ましい。ｄ又はｅの値が０又は１である一般式（１３）又は（１４）の化合物は、安定性に欠け、加水分解を受けやすく、結晶性も高い。一方、ｄ又はｅの値が１３以上である化合物は融点（Ｔｍ）が低い。これらの化合物は液晶性を示す化合物（Ｉ）と、もしくは化合物（Ｉ）および化合物（ＩＩ）の混合物との相溶性が低下し、濃度によっては相分離等が起きるおそれがある。
【００５４】
本発明の重合性液晶材料に配合されるカイラル剤の量は、螺旋ピッチ誘起能力や最終的に得られる円偏光制御光学素子のコレステリック性を考慮して最適値が決められる。具体的には、用いる重合性液晶材料により大きく異なるものではあるが、重合性液晶材料の合計量１００重量部当り、０．０１〜６０重量部、好ましくは０．１〜４０重量部、さらに好ましくは０．５〜３０重量部、最も好ましくは１〜２０重量部の範囲で選ばれる。この配合量が上記範囲よりも少ない場合は、重合性液晶材料に充分なコレステリック性を付与できない場合があり、上記範囲を超える場合は、分子の配向が阻害され、活性放射線によって硬化させる際に悪影響を及ぼす危惧がある。
【００５５】
本発明においては、このようなカイラル剤としては、特に重合性を有することが必須ではない。しかしながら、得られる光学機能層の熱安定性等を考慮すると、上述した重合性液晶材料と重合し、コレステリック規則性を固定化することが可能な重合性のカイラル剤を用いることが好ましい。
【００５６】
（３）その他
また、本発明に用いられる偏光選択反射層には、上記重合性液晶材料、カイラル剤の他に、必要に応じて、光重合開始剤、増感剤、レベリング剤等、一般的な偏光選択反射層に用いられる材料を適宜用いてもよい。
【００５７】
本発明に用いられる光重合開始剤としては、例えばベンジル（ビベンゾイルともいう）や、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−ベンゾイル−４′−メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノメチルベンゾエート、２−ｎ−ブトキシエチル−４−ジメチルアミノベンゾエート、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、３，３′−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン、メチロベンゾイルフォーメート、２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン、１−（４−ドデシルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、２−クロロチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、１−クロロ−４−プロポキシチオキサントンなどを挙げることができる。なお、光重合開始剤の他に増感剤を、本発明の目的が損なわれない範囲で添加することも可能である。
【００５８】
ここで、本発明に用いられる光重合開始剤の添加量は、０．０１〜２０重量％、好ましくは０．１〜１０重量％、より好ましくは０．５〜５重量％の範囲であることが好ましい。
【００５９】
なお、本発明においては、上述したように、これらの材料によって偏光選択反射層に上記角度を有する螺旋軸構造領域を導入するものであってもよい。例えば、界面活性剤を多量に添加することにより、コレステリック液晶表面の配向を乱し、上述した角度を有する螺旋構造軸領域を導入するものであってもよく、また光重合開始剤の添加量を多量に添加することにより、コレステリック液晶の分子鎖を短いものとして、上記螺旋軸構造領域を導入する方法であってもよい。この際、反応終了後の光重合開始剤は、コレステリック液晶中でコレステリック液晶の配向を乱す不純物としての役割も果たすものとなる。
【００６０】
また、液晶配向性を有しない重合性化合物を添加することにより、上記螺旋軸構造領域を導入するものであってもよい。液晶配向性を有しない重合性化合物を添加することにより、コレステリック液晶の配向が乱され、螺旋軸構造領域の螺旋軸が傾くこととなるからである。また、微粒子を添加することにより、コレステリック液晶の配向を乱し、上記角度の螺旋軸構造領域を導入するものであってもよい。なお、本発明においては上記の方法を組み合わせて用いてもよい。また、これらの添加剤の種類や添加量等はその目的等によって適宜選択されるものである。
【００６１】
（４）偏光選択反射層の形成
本発明においては、上記各材料を混合した組成物を、後述する基材上に塗布し、配向させて硬化することにより、上記偏光選択反射層を得ることができる。
【００６２】
基材上に組成物を塗布する方法としては、上記各材料を混合した組成物をそのまま塗布してもよいが、粘性や配向性を調整する等の面から、有機溶媒に溶解させて用いることが好ましい。この際、用いられる溶媒は、後述する基材を侵食しないものであれば特に限定されるものではないが、例えば、アセトン、酢酸−３−メトキシブチル、ジグライム、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、塩化メチレン、メチルエチルケトン等を用いることができる。この場合、上記組成物は通常、５重量％〜５０重量％、中でも１０重量％〜３０重量％に希釈して用いられる。
【００６３】
また、上記組成物を塗布する方法としては、一般的に用いられている方法を用いることが可能であり、例えばロールコート法、グラビアコート法、バーコート法、スライドコート法、ダイコート法、スリットコート法、浸漬法等により行うことができる。また、上記基材がプラスチックフィルムである場合には、ロールツーロールのフィルムコーティングであってもよい。
【００６４】
続いて、上記組成物をコレステリック液晶構造が発現する所定の温度に保持し、上記組成物を配向させる。なお、本発明において最終的に得られるべき偏光選択反射層のコレステリック液晶構造は、プラーナー配向状態ではなく、上記角度を有する螺旋軸構造領域を有する配向状態であるが、この場合でも、配向処理は必要となる。すなわち、コレステリック液晶構造の液晶分子のダイレクターを基材上で一定方向に揃えるような配向処理は必要とされないが、コレステリック液晶構造中に複数の螺旋軸構造領域を形成させるような配向処理は必要となるからである。
【００６５】
配向処理の方法としては、上記組成物をコレステリック液晶構造が発現する所定の温度に保持することによって行うことができ、これによりコレステリック液晶は液晶相を呈し、液晶分子自体の自己集積作用により、液晶分子のダイレクターが層の厚さ方向に連続的に回転してなる螺旋構造が形成される。そして、このような液晶相の状態で発現したコレステリック液晶構造は、後述するような手法でコレステリック液晶を硬化させることにより、固定化することができるのである。
【００６６】
なお、このような配向処理工程は、基材上に塗布された液晶性組成物に溶媒が含有されている場合には、通常、溶媒を除去するための乾燥処理とともに行われる。なお、溶媒を除去するためには、４０〜１２０℃、好ましくは６０〜１００℃の乾燥温度が適しており、乾燥時間（加熱時間）はコレステリック液晶構造が発現し、実質上溶媒が除去されればよく、例えば、１５〜６００秒が好ましく、さらに好ましくは３０〜１８０秒である。なお、乾燥後に配向状態が不十分であることが分かった場合には、適宜加熱時間を延長するようにするとよい。なお、このような乾燥処理において減圧乾燥の手法を用いる場合には、配向処理のために別途加熱処理を行うことが好ましい。
【００６７】
次に、上述した配向処理工程において配向させた、コレステリック液晶層中の液晶分子を、硬化処理工程によりコレステリック液晶層を硬化させ、液晶相の状態で発現したコレステリック液晶構造を固定化する。
【００６８】
ここで、硬化処理工程で用いられる方法としては、（１）液晶性組成物中の溶媒を乾燥させる方法、（２）加熱により液晶性組成物中の液晶分子を重合させる方法、（３）放射線の照射により液晶性組成物中の液晶分子を重合させる方法、及び（４）それらの方法を組み合わせた方法を用いることができる。
【００６９】
このうち、上記（１）の方法は、コレステリック液晶層の材料である液晶性組成物に含有されるネマチック規則性を示す重合性の液晶材料として液晶ポリマーを用いた場合に適した方法である。この方法では、液晶ポリマーを有機溶媒などの溶媒に溶解させた状態で基材に塗布することとなるが、この場合には、乾燥処理により溶媒を除去するだけで、コレステリック規則性を有する固体化したコレステリック液晶層が形成される。なお、溶媒の種類や乾燥条件などについては、上述した塗布工程及び配向処理工程で述べたものを用いることができる。
【００７０】
上記（２）の方法は、加熱により液晶性組成物中の液晶分子を熱重合させてコレステリック液晶層を硬化させる方法である。この方法では、加熱（焼成）温度によって液晶分子の結合状態が変化するので、加熱時にコレステリック液晶層の面内で温度ムラがあると、膜硬度などの物性や光学的な特性にムラが生じる。ここで、膜硬度の分布を±１０％以内にするためには、加熱温度の分布も±５％以内に抑えることが好ましく、より好ましくは±２％以内に抑えることが好ましい。
【００７１】
なお、基材上に形成されたコレステリック液晶層を加熱する方法としては、加熱温度の均一性が得られれば特に限定はなく、ホットプレート上に密着して保持したり、ホットプレートとの間にわずかな気層を設けてホットプレートと平行になるように保持する方法を用いることができる。また、オーブンのような特定の空間全体を加熱する装置内に静置したり当該装置内を通過させる方法でもよい。なお、フィルムコーターなどを用いる場合には、乾燥ゾーンを長くして加熱時間を十分にとることができるようにすることが好ましい。
【００７２】
加熱温度としては一般に、１００℃以上の高温が必要となるが、基材の耐熱性から１５０℃程度までとすることが好ましい。ただし、耐熱性に特化したフィルムなどを基材の材料として用いれば、１５０℃以上の高温での加熱も可能である。
【００７３】
上記（３）の方法は、放射線の照射により液晶性組成物中の液晶分子を光重合させてコレステリック液晶層を硬化させる方法である。この方法では、放射線として、電子線や紫外線などを条件に応じて適宜用いることができる。通常は、装置の容易性などの観点から紫外線が好ましく用いられ、その波長は２５０〜４００ｎｍである。ここで、紫外線を用いる場合には、液晶性組成物に上述したように光重合開始剤が添加されていることが好ましい。なお、液晶性組成物に添加される光重合開始剤の添加量は、０．０１〜２０重量％、好ましくは０．１〜１０重量％、より好ましくは０．５〜５重量％の範囲であることが好ましい。
【００７４】
以上のような一連の工程（塗布工程、配向処理工程及び硬化処理工程）を行うことにより、単層のコレステリック液晶層からなる偏光選択反射層を備えた投影スクリーンを製造することができるが、上述した一連の工程を繰り返すことにより、複数層のコレステリック液晶層からなる偏光選択反射層を備えた投影スクリーンを製造することが可能である。ここで、光の拡散性を有する偏光選択反射層上に、さらに偏光選択反射層を塗布した場合、下層の配向状態が継続されることから、配向制御をする層を間に設ける必要は特にないが、例えば易接着層等の他の層を形成してもよい。
【００７５】
（基材）
次に、本発明の投影スクリーンに用いられる基材について説明する。本発明の投影スクリーンに用いられる基材としては、上記偏光選択反射層が形成可能であれば、特に限定されるものではないが、本発明においては、中でも可視光領域の波長の光を吸収するものであることが好ましく、具体的には４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲内の光を吸収するものであることが好ましい。これにより、上記コレステリック液晶の円偏光と逆の円偏光や、上記偏光選択反射層が反射する特定の波長以外の波長の光が入射した場合に、反射を防止することができ、明度の高い投影スクリーンとすることができるからである。
【００７６】
このような可視光領域の波長を吸収する基材としては、例えば黒い顔料を練りこんだプラスチックフィルム等とすることができる。また、透明なプラスチックフィルム等の上に、光吸収層が形成されたものであってもよく、この光吸収層は上記偏光選択反射層が形成される側に形成されるものであってもよく、また反対側に形成されるものであってもよい。
【００７７】
また、本発明においては、上述したように、上記偏光選択反射層中に上記螺旋軸構造を導入するために、基材が表面の配向の少ない材料としてもよい。表面の配向の少ない材料としては、例えば延伸等されていないプラスチックフィルムや、ラビング処理等されていないものを用いることができる。通常、偏光選択反射層は規則性が良好となるように、延伸やラビング処理等が施されたプラスチックフィルム等に形成されるものであるが、本発明においては、延伸やラビング処理等が施されていない基材上に上記偏光選択反射層を形成することにより、基材表面の液晶が規則的に配向せず、これにより上記偏光選択反射層中に上記角度を有する螺旋軸構造領域を導入することが可能となるからである。
【００７８】
上記基材に用いられる材料としては、特に限定されるものではなく例えばプラスチックフィルムや、金属、紙、ガラス等が挙げられる。プラスチックフィルムとしては、例えばポリカーボネート系高分子、ポリアリレートやポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系高分子、ポリイミド系高分子、ポリスルホン系高分子、ポリエーテルスルホン系高分子、ポリスチレン系高分子、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系高分子、ポリビニルアルコール系高分子、酢酸セルロース系高分子、ポリ塩化ビニル系高分子、ポリメチルメタクリレート系高分子等の熱可塑性ポリマー等からなるフィルムを用いることができる。
【００７９】
また、本発明に用いられる基材の膜厚としては、その投影スクリーンの用途や種類等により適宜選択されるものであり、例えば投影スクリーンが巻き取り式で用いられる場合には、通常１５μｍ〜３００μｍ、中でも２５μｍ〜１００μｍとすることができる。また、巻き取り式で用いられず、例えばパネル型等のようにフレキシブル性を要求されない場合には、基材の膜厚は特に限定されるものではない。
【００８０】
また、本発明に用いられる基材は、上記偏光選択反射層との密着性を向上させるために、例えばコロナ処理やＵＶ洗浄等により、表面を処理したものであってもよい。
【００８１】
またさらに、易接着層が形成されているプラスチックフィルム等を用いてもよく、例えば易接着層付ＰＥＴフィルムＡ４１００（商品名 東洋紡社製）や易接着材料ＡＣ−Ｘ、ＡＣ−Ｌ、ＡＣ−Ｗ（商品名 パナック社製）等を用いてもよい。
【００８２】
（投影スクリーン）
次に、本発明の投影スクリーンについて説明する。本発明の投影スクリーンは、上記基材上に、上記偏光選択反射層が形成されたものであれば、特に限定されるものではなく、例えば図６に示すように、基材１上に、密着性向上層４が形成され、その密着性向上層４上に上記偏光選択反射層２が形成されるものであってもよい。また、上述したように、上記偏光選択反射層は、１層に限定されるものではなく、例えば図４に示すように、赤色偏光選択反射層（２Ｒ）、緑色偏光選択反射層（２Ｇ）、青色偏光選択反射層（２Ｂ）等としてもよく、またさらに、他の色の層等を設けたものであってもよい。
【００８３】
本発明によれば、偏光選択反射層がコレステリック液晶構造の有する偏光分離特性により特定の偏光成分の光（例えば右円偏光）のみを選択的に反射するので、偏光特性のない外光や照明光などの環境光を偏光選択反射層で約５０％しか反射しないようにすることができる。このため、白表示などの明表示の部分の明るさが同じ場合でも、黒表示などの暗表示の部分の明るさを略半分にして、映像のコントラストを略２倍にすることができる。なおこのとき、投射された映像光が、偏光選択反射層で選択的に反射される光の偏光成分と同一の偏光成分の光（例えば右円偏光）を主として含むようにすれば、投射された映像光を偏光選択反射層で略１００％反射することができ、映像光を効率的に反射することができる。
【００８４】
また、偏光選択反射層においては、コレステリック液晶構造が上記角度を有する螺旋軸構造領域を有し、コレステリック液晶構造に含まれる螺旋軸構造領域の螺旋軸Ｌの方向がばらついたりしているので、映像光が鏡面反射でなく拡散反射され、映像が視認しやすくなる。なおこのとき、偏光選択反射層は、コレステリック液晶構造の構造的な不均一性により、選択的に反射される光を拡散させるので、特定の偏光成分の光（例えば選択反射波長域内の右円偏光）を拡散させながら反射する一方で、その他の光（例えば選択反射波長域内の左円偏光、選択反射波長域外の右円偏光及び左円偏光）については拡散させずに透過させることができる。このため、偏光選択反射層を透過する環境光や映像光について、上述したような「消偏」の問題は起こらず、偏光選択反射層の本来の偏光分離機能を維持しつつ、映像の視認性を向上させることができる。
【００８５】
以上のように、本発明によれば、外光や照明光などの環境光の影響をコレステリック液晶構造の有する偏光分離特性により抑えて映像のコントラストを高める一方で、コレステリック液晶構造内に含まれる所定の角度を有する螺旋軸構造領域の作用によって映像の視認性を低下させることなく映像光の反射光に散乱効果を与えることができ、明るい環境光の下でも映像を鮮明に表示することができる。
【００８６】
なお、本発明においては、上記密着性向上層を形成することが好ましく、この密着性向上層は、上記基材と上記偏光選択反射層との密着性を向上させるために設けられるものである。このような密着性向上層としては、特にその種類や材料等は特に限定されるものではなく、例えばアクリル系やエポキシ系の材料等を用いることができる。
【００８７】
また、必要に応じて適宜、傷つき防止層や、低反射層、紫外線防止層等を設けたものであってもよい。
【００８８】
なお、本発明においては、上記投影スクリーンに像を射出する機器は、上記投影スクリーンに光の濃淡により画像を映し出すことが可能なものであれば、特に限定されるものではなく、例えば光源の前にフィルム等を配置することによって画像を形成する映写機のようなものであってもよい。本発明においては中でも、ＣＲＴ方式等の自発光タイプ、液晶方式、ＤＬＰ方式等のライトバルブタイプの投影機を用いることが好ましく、特に射出される光を円偏光に偏光させることが好ましい。例えば液晶方式の投影機であれば、射出させる直線偏光を円偏光に変換する位相差版を通過させることによって、ほとんど光量の損失がなく、円偏光に変換することが可能となる。この際、用いられる位相差板としては、１／４波長を有するものであることが好ましく、具体的には視感度が最も高い５５０ｎｍに合せて、１３７．５ｎｍであるものを用いることが好ましい。さらに、射出されるＲＧＢ全ての波長に適用させることから、広帯域１／４波長位相差板であることが特に好ましい。また、また材料の複屈折の制御による単体の位相差板、または１／４波長位相差板と１／２波長位相差板を組み合わせたものを用いてもよい。ここで、上記位相差板は、投影機内部に組み込まれているものであってもよく、また外付けで射出口に装着させるものであってもよい。
【００８９】
また、ＣＲＴ方式およびＤＬＰ方式の投影機は、射出光が偏光制御されていないことから、光学素子を介して直線偏光にし、位相差板を配置することが好ましい。この場合、投影機自体の光量は半減するが、コントラスト向上効果を得ることが可能となる。
【００９０】
また、本発明においては上記投影スクリーンが使用される室内の照明や外光は、上記投影スクリーンが反射する円偏光と反対の円偏光とされることが好ましい。これにより、外光や照明等が投影スクリーンに入射した場合であっても、投影スクリーンがその光を反射することなく、吸収されることから、明るい環境でも明度が高いものとすることができるからである。この際、上記照明や外光を制御する方法としては、吸収型の円偏光板や、円偏光分離層、直線偏光分離層を用いる反射型の円偏光板等を用いることができる。
【００９１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００９２】
【実施例】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。
【００９３】
[実施例]
紫外線硬化型のネマチック液晶からなる主剤（９４．７重量％）にカイラル剤（５．３重量％）を添加したモノマー混合液晶をシクロヘキサノンに溶解し、４４０ｎｍに選択反射中心波長を有する第１のコレステリック液晶溶液を調整した。
【００９４】
なお、ネマチック液晶としては、上記の化学式（１２）で表される化合物を含む液晶を用いた。また、重合性カイラル剤としては、上記の化学式（１５）で表される化合物を用いた。
【００９５】
さらに、第１のコレステリック液晶溶液には、光重合開始剤（Ciba Speciality Chemicals社製）を５重量％添加した。
【００９６】
そして、以上のようにして調整した第１のコレステリック液晶溶液を、２００ｍｍ□の黒色ＰＥＴフィルム上に易接着層を成膜した基材（ルミラー／ＡＣ−Ｘ、パナック社製）上にバーコート法により塗布した。
【００９７】
次に、８０℃のオーブンで９０秒加熱し、配向処理（乾燥処理）を行い、溶媒が除去されたコレステリック液晶層を得た。
【００９８】
その後、コレステリック液晶層に対して３６５ｎｍの紫外線を５０ｍＷ／ｃｍ２で１分間照射し、コレステリック液晶層を硬化させることにより、４４０ｎｍに選択反射中心波長を有する１層目の部分選択反射層を得た。
【００９９】
同様にして、第２のコレステリック液晶溶液を、１層目の部分選択反射層上に直接塗布し、配向処理（乾燥処理）及び硬化処理を行った。これにより、５５０ｎｍに選択反射中心波長を有する２層目の部分選択反射層を得た。なお、第２のコレステリック液晶溶液は、第１のコレステリック液晶溶液と同様の手法により調整されたものであり、ネマチック液晶とカイラル剤との混合比率を制御することにより、５５０ｎｍに選択反射中心波長を有するようにした。
【０１００】
同様にして、第３のコレステリック液晶溶液を、２層目の部分選択反射層上に直接塗布し、配向処理（乾燥処理）及び硬化処理を行った。これにより、６００ｎｍに選択反射中心波長を有する、３層目の部分選択反射層を得た。なお、第３のコレステリック液晶溶液は、第１のコレステリック液晶溶液と同様の手法により調整されたものであり、ネマチック液晶とカイラル剤との混合比率を制御することにより、６００ｎｍに選択反射中心波長を有するようにした。
【０１０１】
以上により、偏光選択反射層として、青色（Ｂ）の波長域の光（４４０ｎｍに選択反射中心波長を有する光）を選択的に反射する１層目の部分選択反射層と、緑色（Ｇ）の波長域の光（５５０ｎｍに選択反射中心波長を有する光）を選択的に反射する２層目の部分選択反射層と、赤色（Ｒ）の波長域の光（６００ｎｍに選択反射中心波長を有する光）を選択的に反射する３層目の部分選択反射層とが、基材側から順に積層された投影スクリーンを得た。なお、１層目の部分選択反射層の厚さは３μｍ、２層目の部分選択反射層の厚さは４μｍ、３層目の部選択反射層の厚さは５μｍとした。なお、このようにして得られた投影スクリーンの偏光選択反射層の各部分選択反射層のコレステリック液晶構造はプラーナー配向状態ではなかった。
【０１０２】
なお、この際、透過電子顕微鏡により撮影した写真から、基材の法線方向と右方向に１０°の螺旋軸を有する螺旋軸構造領域、および基材の法線方向と左方向に、１０°の螺旋軸を有する螺旋軸構造領域を有することが確認された。上記螺旋軸構造領域の角度の測定は、偏光選択反射層をエポキシ系包埋樹脂で包埋した後、薄切片とした試料を、２重染色し観測したものである。ここで、透過電子顕微鏡は、日本電子製ＪＥＭ−２００ＣＸ型透過電子顕微鏡を用いた。
【０１０３】
[比較例１]
基材として、延伸黒ＰＥＴフィルム（ルミラー、パナック社製）を用いて、上記螺旋軸構造領域を導入しなかった以外は、実施例１と同様に投影スクリーンを形成した。この際、表面は偏光選択反射層がプラーナー配向しており、鏡面的な反射を有した。なお、このようにして得られた投影スクリーンの偏光選択反射層の各部分選択反射層のコレステリック液晶構造はプラーナー配向状態であった。
【０１０４】
[比較例２]
市販の投影スクリーンとして、布材の表面にビーズ入りの散乱層を形成した投影スクリーン（オーエス社製）を準備した。
【０１０５】
［評価］
ここで、投影機の出射口には、出射された映像光が円偏光となるように円偏光板を配置した。また、投影機及び投影スクリーンが設置される室内の照明は、天井に設置された蛍光灯（無偏光状態の光を出射するもの）により行い、天井からおよそ５０度の角度で投影スクリーン上に照明光が照射されるような関係で配置した。このとき、投影スクリーンの真下での明るさは、照度計（デジタル照度計５１０−０２、横河Ｍ＆Ｃ社製）により測定したところ、２００ルクス（ｌｘ）であった。
【０１０６】
なお、投影スクリーンは、床に対して垂直に設置した。また、投影機を投影スクリーンから垂直な方向（床に平行な方向）に約２．５ｍ離れたところに配置した。
【０１０７】
この状態で、投影機により投影スクリーン上に映像光（白と黒のエリアがある静止映像）を投射し、映像のコントラストを測定した。具体的には、輝度計（ルミナンスメーターＢＭ−８、トプコン社製）により、投影スクリーンの中央部の白色及び黒色の映像のそれぞれの輝度を測定し、その比をコントラスト（コントラスト＝白映像の輝度÷黒映像の輝度）として表した。
【０１０８】
次表１に、実施例、比較例１及び比較例２に係る各投影スクリーンについてのコントラストを示した。
【０１０９】
また、各投影スクリーンを目視により観察したが、この場合、比較例１に係る投影スクリーンでは、光の反射が鏡面的に起こり、映像が視認しにくく測定できなかった。実施例及び比較例２の各投影スクリーンでは良好に映像を視認することができたが、コントラストについては、実施例に係る投影スクリーンの方が、比較例２に係る投影スクリーンに比べて約８倍向上した。
【０１１０】
【表１】
【０１１１】
【発明の効果】
本発明によれば、上記偏光選択反射層が、上記基材の法線と所定の角度を有する螺旋軸を形成する螺旋軸構造領域を有することによって、コレステリック液晶構造が構造的に不均一となることから、投影された光を鏡面反射することなく、また偏光分散機能を損なうことなく拡散させることが可能となり、投影スクリーンとすることができる。また、上記コレステリック液晶構造の偏光選択反射性により、投影機等から投影される特定の偏光成分の光を効率よく反射することができる。またさらに、上記コレステリック液晶構造の偏光選択反射性により、照明光や外光等の反射による影響を低減することが可能であることから、明るい環境のもとでも明度の高い投影スクリーンとすることができる。また、ギラつき防止層等の表面の凹凸（マット形状）を形成することなく、映像を視認することが可能となることから、ざらつきのない鮮明な映像品質を得ることが可能な投影スクリーンとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の投影スクリーンの一例を示す説明図である。
【図２】本発明の偏光選択反射層の光学的機能を説明するための説明図である。
【図３】本発明の投影スクリーンの偏光選択反射層を説明するための説明図である。
【図４】本発明の投影スクリーンの偏光選択反射層を説明するための説明図である。
【図５】本発明の投影スクリーンの偏光選択反射層を説明するための説明図である。
【図６】本発明の投影スクリーンの一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１ … 基材
２ … 偏光選択反射層
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば投影機による投影等に用いられる投影スクリーンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、業務用や家庭用として、プロジェクタから光を投影スクリーンに投影し、画像等を投影するプロジェクションシステムが用いられている。
【０００３】
このようなプロジェクションシステムに用いられる投影スクリーンとしては通常、透明媒体に保持された透明または半透明の多孔質の微粒子と、その背後に配置された反射材料とを有するものである。具体的には、従来の投影システムでは、投影スクリーン上に投射される投影機からの投射光（映像光）の強度差によって映像の濃淡が作り出されており、例えば、黒地に白の絵を映し出すような場合には、投射光が投影スクリーンに当たる部分が白、それ以外の部分が黒となり、このような白黒の明るさの差により映像の濃淡が作り出されている。この場合、良好な映像表示を実現するためには、白表示の部分をより明るくし、黒表示の部分をより暗くして、コントラスト差を大きくする必要がある。
【０００４】
しかしながら、上述した従来の投影スクリーンでは、外光や照明光などの環境光を映像光との区別なく反射してしまうので、白表示の部分及び黒表示の部分の両方が明るくなり、白黒の明るさの差が小さくなってしまう。このため、上述した従来の投影スクリーンでは、部屋を暗くするための手段や環境などを用いて外光や照明光などの環境光の影響を抑えない限り、良好な映像表示を実現することが困難であるという問題があった。
【０００５】
そこで、このような問題を解決するために、コレステリック液晶を用いて外光等の反射を抑える投影スクリーン（特許文献１参照）も提案されている。しかしながら、コレステリック液晶の表面は、鏡面であるため、投影された光を鏡面反射してしまうことから、実用化には至っていない。
【０００６】
また、他の方法として特許文献２には、拡散性を有する多層反射性偏光材などを反射性偏光要素として用いる投影スクリーンであって、多層反射性偏光材などの偏光分離機能により環境光の一部を反射させないようにするとともに、多層反射性偏光材を構成する屈折率の異なる材料の界面反射、又は、多層反射性偏光材とは別に設けられた拡散要素により、反射光に散乱効果を与えるものが記載されている。また、コレステリック反射性偏光材などを反射性偏光要素として用いる投影スクリーンであって、この反射性偏光要素と拡散要素とを組み合わせて用い、コレステリック反射性偏光材などの偏光分離機能により環境光の一部を反射させないようにするとともに、コレステリック反射性偏光材とは別に設けられた拡散要素により反射光に散乱効果を与えるものも記載されている。
【０００７】
しかしながら、上記特許文献２に記載された前者のものは、あくまでも多層反射性偏光材などの直線偏光要素（スリーエム社製のＤＢＥＦなど）を前提とするものであるので、投影システムなどでに組み込んで用いる際には、直線偏光を出射する液晶プロジェクタなどの投影機との間で偏光面を一致させる必要があり、両者の偏光面が一致しない場合には良好な映像表示を実現することができないという問題があった。
【０００８】
また、上記特許文献２に記載された後者のものでは、反射性偏光要素としてコレステリック反射性偏光材などの円偏光要素が用いられているものの、反射性偏光要素の観察者側に設けられた拡散要素により反射光に散乱効果を与えるものであるので、反射性偏光要素により与えられる偏光分離機能が損なわれてしまい、映像の視認性を十分に向上させることができないという問題があった。
【０００９】
すなわち、反射性偏光要素の観察者側に拡散要素が設けられているので、反射性偏光要素に入射する前に光が拡散要素を透過し、その偏光状態が乱されてしまう（これを「消偏」という）。ここで、拡散要素を透過する光には環境光（外光など）と映像光の２種類があるが、環境光の偏光状態が拡散要素により乱された場合には、反射性偏光要素で本来透過されるべき光が消偏によって反射性偏光要素で反射される成分に変換されてしまい、不要な光として反射性偏光要素で反射されてしまう。また、映像光の偏光状態が拡散要素により乱された場合には、反射性偏光要素で本来反射されるべき光が消偏によって反射性偏光要素で反射されない成分に変換されてしまい、反射性偏光要素を透過してしまう。このような２つの現象により、本来の偏光分離機能が損なわれてしまい、映像の視認性を十分に向上させることができないという問題があった。
【００１０】
またさらに、上記発明においては、ギラつき防止をするために、ギラつき防止層を形成する必要があり、このギラつき防止層によっても偏光分離機能が低下するという問題があった。
【００１１】
【特許文献１】
特開平５−１０７６６０号公報
【特許文献２】
特表２００２−５４０４４５号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
以上のことから、明るい環境のもとでも使用可能であり、かつ明度の高い投影スクリーンの提供が望まれている。
【００１３】
【課題が解決するための手段】
本発明は、基材と、上記基材上に形成され、かつ特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有し、上記偏光選択反射層が、上記基材平面の法線を含む断面において、上記法線と螺旋軸構造領域の螺旋軸とのなす角が、上記法線方向を基準に右回りに鋭角である上記螺旋軸構造領域と、上記法線方向を基準に左回りに鋭角である上記螺旋軸構造領域とを有し、上記鋭角を有する螺旋軸構造領域が、偏光選択反射層内において５０％以上含有されており、上記偏光選択反射層は、上記偏光選択反射層の最大反射強度に対して半分以上の反射強度を有する波長域が、可視光域の一部のみであることを特徴とする投影スクリーンを提供する。
【００１４】
通常、コレステリック液晶構造を有する層による反射は鏡面となることから、投影スクリーンとして用いることは困難であるが、本発明によれば、上記偏光選択反射層が、上記基材の法線と所定の角度を有する螺旋軸を形成する螺旋軸構造領域を有し、上記所定の角度を有する螺旋軸構造領域が、偏光選択反射層内において５０％以上含有されており、上記偏光選択反射層は、上記偏光選択反射層の最大反射強度に対して半分以上の反射強度を有する波長域が、可視光域の一部のみであることによって、コレステリック液晶構造が構造的に不均一となることから、投影された光を鏡面反射することなく、また偏光分散機能を損なうことなく拡散させることが可能となり、投影スクリーンとすることができる。また、上記コレステリック液晶構造の偏光選択反射性により、投影機等から投影される特定の偏光成分の光を効率よく反射することができる。またさらに、上記コレステリック液晶構造の偏光選択反射性により、照明光や外光等の反射による影響を低減することが可能であることから、明るい環境のもとでも明度の高い投影スクリーンとすることができる。また、ギラつき防止層等の表面の凹凸（マット形状）を形成することなく、映像を視認することが可能となることから、ざらつきのない鮮明な映像品質を得ることが可能な投影スクリーンとすることができる。また、上記角度を有する螺旋構造領域が５０％未満となる場合には、入射した光の反射効率が低下し、スクリーンとして暗くなってしまう。さらに、可視光域の特定の波長の光を選択反射することが可能となる。また、上記特定の波長域を投影機等からの光に合わせることで、映像光のみを効率的に反射し、外光や照明光等については、コレステリック液晶構造により反射される光の量を低減することができ、より明るい環境下でも明度の高い投影スクリーンとすることが可能となる。
【００１５】
本発明においては、上記偏光選択反射層が、上記基材の法線方向の螺旋軸を有する螺旋軸構造領域を有するものであってもよい。
【００１７】
またさらに、本発明においては、上記偏光選択反射層は、上記偏光選択反射層に対して光が垂直に入射する場合を基準にして、選択反射中心波長が４３０ｎｍ〜４６０ｎｍ、５４０ｎｍ〜５７０ｎｍ、および５８０ｎｍ〜６２０ｎｍの範囲に存在する光を選択的に反射することが好ましい。これにより、例えば液晶プロジェクタ等から照射された三原色の波長域の光を反射することができ、良好なカラー表示が可能な投影スクリーンとすることができるからである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の投影スクリーンについて詳しく説明する。
【００１９】
本発明の投影スクリーンは、基材と、上記基材上に形成され、かつ特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有し、上記偏光選択反射層が、上記基材平面の法線を含む断面において、上記法線と螺旋軸構造領域の螺旋軸とのなす角が、上記法線方向を基準に右回りに鋭角である上記螺旋軸構造領域と、上記法線方向を基準に左回りに鋭角である上記螺旋軸構造領域とを有することを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の投影スクリーンは、例えば図１に示すように、基材１と、その基材１上に形成された偏光選択反射層２とを有するものであり、投影機３から投影された光を、拡散して反射するものである。
【００２１】
本発明においては、上記偏光選択反射層は、コレステリック規則性を示す液晶性組成物からなり、液晶分子の物理的な分子配列として、液晶分子のダイレクターが層の厚さ方向に連続的に回転してなる螺旋構造をとっており、このような液晶分子の物理的な分子配列に基づいて、一方向の円偏光成分と、これと逆回りの円偏光成分とを分離する偏光分離特性を有している。すなわち、偏光選択反射層において、螺旋軸に沿って入射した無偏光状態の光は、２つの偏光状態の光（右円偏光及び左円偏光）に分離され、一方は透過され、残りは反射される。この現象は、円偏光二色性として知られ、液晶分子の螺旋構造における螺旋巻き方向を適宜選択すると、この螺旋巻き方向と同一の旋光方向を有する円偏光成分が選択的に反射される。
【００２２】
またこの場合の最大旋光光散乱は、次式（１）の波長λ０で生じる。
【００２３】
λ０＝ｎａｖ・ｐ … （１）
ここで、ｐは液晶分子の螺旋構造における螺旋ピッチ長（液晶分子の分子螺旋の１ピッチ当たりの長さ）、ｎａｖは螺旋軸に直交する平面内での平均屈折率である。
【００２４】
また、このときの反射光の波長バンド幅△λは次式（２）で表される。ここで、△ｎは複屈折値である。
【００２５】
△λ＝△ｎ・ｐ … （２）
すなわち、例えば図２に示すように、投影スクリーンの観察者側から入射する無偏光状態の光（選択反射波長域内の右円偏光１１Ｒ及び左円偏光１１Ｌ、選択反射波長域外の右円偏光１２Ｒ及び左円偏光１２Ｌ）は、上述したような偏光分離特性に従って、選択反射中心波長λ０を中心とした波長バンド幅△λの範囲（選択反射波長域）に属する一方の円偏光成分（例えば選択反射波長域内の右円偏光１１Ｒ）が反射光１３として反射され、その他の光（例えば選択反射波長域内の左円偏光１１Ｌ、選択反射波長域外の右円偏光１２Ｒ及び左円偏光１２Ｌ）が透過される。
【００２６】
したがって、本発明によれば、偏光選択反射層を投影機等から射出される光と同じ側の偏光の特定波長を反射させる層とすることにより、投影された光を効率よく反射することができ、明度の高い投影スクリーンとすることができるのである。また、外光や照明光等は、上記偏光選択反射層によって特定の波長の光のみが反射され、それ以外の波長の光は反射されない。これにより、外光等に含まれる波長のうち、半分以上を透過させることが可能となり、照明光や外光等が存在する環境においても、明度の高い投影スクリーンとすることができるのである。
【００２７】
また、本発明においては、上記偏光選択反射層が、上記基材平面の法線を含む断面において、上記法線と螺旋軸構造領域の螺旋軸とのなす角が、上記法線方向を基準に右回りに鋭角である上記螺旋軸構造領域と、上記法線方向を基準に左回りに鋭角である上記螺旋軸構造領域とを有している。これにより、入射した特定の波長の光が、少なくとも２方向以上の異なる方向に反射される。すなわち、散乱して反射（拡散）されることとなり、投影スクリーンで反射された反射光を観察者が視認することが可能となるのである。
【００２８】
また、偏光選択反射層は、偏光分離機能を損なうことなく、拡散反射をすることができる、という利点も有する。
【００２９】
以下、このような本発明の投影スクリーンの各構成について説明する。
【００３０】
（偏光選択反射層）
まず、本発明の投影スクリーンに用いられる偏光選択反射層について説明する。本発明の投影スクリーンに用いられる偏光選択反射層は、上記基材平面の法線を含む断面において、上記法線と螺旋軸構造領域の螺旋軸とのなす角が、上記法線方向を基準に右回りに鋭角である上記螺旋軸構造領域と、上記法線方向を基準に左回りに鋭角である上記螺旋軸構造領域とを有するものである。ここで、本発明における螺旋軸構造領域とは、例えば図３に示すように、コレステリック液晶構造の中で実質的に一定方向の螺旋軸Ｌを持ったコレステリック液晶のブロック構造３０で、螺旋ピッチが実質的に１ピッチ以上のものをいうこととする。
【００３１】
通常のコレステリック液晶構造においては、基材平面の法線と同じ方向の螺旋軸を有する螺旋軸構造領域のみが存在し、これらの螺旋軸構造領域が整列して配向している。一方、本発明の偏光選択反射層は、例えば図４に示すように、螺旋軸Ｌが、基材１の法線ａに対して右回り方向に鋭角αを形成する螺旋軸構造領域３０（Ｒ）と、螺旋軸Ｌが基材１の法線ａに対して左回り方向に鋭角βを形成する螺旋軸構造領域３０（Ｌ）とを有するものである。これにより、偏光選択反射層中に入射した特定の波長の光が、一定方向のみではなく、例えば図３に示すように、散乱して反射することが可能となるのである。
【００３２】
またこの際、上記偏光選択反射層は、例えば図４に示すように、上記基材平面の法線方向に、螺旋軸Ｌを有する螺旋軸構造領域３０（Ｖ）も有するものであってもよい。
【００３３】
ここで、螺旋軸と基材平面の法線とが形成する角度として、具体的には、０°〜４５°の範囲内、中でも０°〜３０°の範囲内である螺旋軸構造領域を有するものであることが好ましい。これは、上記角度が上記範囲内より大きい場合には、入射した光が観察者側に効率的に反射されないからである。また、本発明においては、上記角度を有する螺旋軸構造領域が、偏光選択反射層内において５０％以上含有されていることが好ましい。上記角度を有する螺旋構造領域が５０％未満となる場合には、入射した光の反射効率が低下し、スクリーンとして暗くなってしまうからである。
【００３４】
上記螺旋軸の角度は、透過電子顕微鏡により撮影された断面構造の写真から、例えば図５に示すように、液晶分子の螺旋ピッチが実質的に１ピッチ以上の螺旋軸構造領域の螺旋軸Ｌと、基材の法線ａとの角度を測定することにより得た値をいうこととする。ここで、上記液晶分子の螺旋ピッチは、透過電子顕微鏡において、例えば図５に示すように、白色で観察される線と黒色で観察される線とが、二組で１ピッチとなる。また上記軸方向は、白色で観察される線または黒色で観察される線の垂線方向とする。
【００３５】
ここで、上述したような基材の法線に対して、上記の角度を有する螺旋軸構造領域をコレステリック液晶構造中に導入する方法としては、例えば後述する基材を、一定方向の配向性を有しないものとする方法や、偏光選択反射層に一般的に用いられるレベリング剤の量を調整する方法や、偏光選択反射層中に非液晶の重合性化合物を添加する方法等が挙げられ、これらの方法を組み合わせて用いてもよい。通常、コレステリック液晶構造は、上記基材の法線方向の螺旋構造軸領域のみを有するものであるが、上記の方法を行うことにより、コレステリック液晶構造中の配向が乱され、上述したような基材の法線に対し、所定の角度を有する螺旋構造軸領域を導入することが可能となるのである。
【００３６】
ここで、本発明に用いられる偏光選択反射層は、上記偏光選択反射層の最大反射強度に対して半分以上の反射強度を有する波長域が、可視光域（例えば４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長域）の一部のみであることが好ましい。これにより、可視光域の特定の波長の光を選択反射することが可能となる。上述したように、コレステリック液晶は、特定の波長のみの光を、強く反射することから、この特定の波長以外の波長の光は基材等にほぼ吸収されることとなる。したがって、外光や照明光等が投影スクリーンに入射した場合に、コレステリック液晶構造により強く反射される光の波長の領域を可視光のうちの一部とすることにより、外光や照明光の反射を低減させることができ、より明るい環境下でも明度の高い投影スクリーンとすることが可能となるからである。上記偏光選択反射層を構成するコレステリック液晶の反射する波長域は、コレステリック液晶の螺旋ピッチの長さにより決定される。
【００３７】
ここで、本発明の偏光選択反射層は、投影機等の光源から照射される波長の光を反射することが可能であれば、１種類の螺旋ピッチ長からなるものであってもよいが、例えば赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）の波長域が一つの螺旋ピッチ長での選択反射波長域の波長バンド幅に含まれる場合には、これらの波長の螺旋ピッチ長と、青色（Ｂ）の螺旋ピッチ長とを有するものであることが好ましく、特に赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）のそれぞれの波長の螺旋ピッチ長を有するものであることが好ましい。これは、通常投影機から射出される光は、赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）からなるものであり、この三原色によりカラー表示を実現しているからである。
【００３８】
本発明においては、上記の波長として具体的には、投影機の種類にもよるが、青色（Ｂ）の４３０ｎｍ〜４６０ｎｍ、緑色（Ｇ）の５４０ｎｍ〜５７０ｎｍ、赤色（Ｒ）の５８０ｎｍ〜６２０ｎｍの波長を選択的に反射するものであることが好ましい。これにより、装置の設計や光源の種類などによって波長に差があってもカラー表示をすることが可能であり、良好な白色も表現可能な投影スクリーンとすることができるからである。このような複数の螺旋ピッチ長を有する偏光選択反射層は、各螺旋ピッチ長を有するコレステリック液晶構造を有する層を積層することにより構成することができる。
【００３９】
また、上記偏光選択反射層（偏光選択反射層が複数の層からなる場合には各層）は、特定の偏光を１００％反射するような膜厚とすることが好ましい。上記偏光選択反射層の偏光に対する反射率は、偏光選択反射層の膜厚に依存するものであり、選択的に反射される特定の偏光成分の光（例えば右円偏光）に対して１００％未満の反射率であれば、映像光を効率的に反射することができないからである。上記反射率を１００％とするためには、通常４ピッチ〜８ピッチとすることが好ましく、具体的には、上記偏光選択反射層の材料の種類や特定の偏光の波長にもよるが、通常１μｍ〜１０μｍとされる。上記膜厚より薄い場合には、反射率が低くなり、投影スクリーンに投影された画像等を明度良く再現することが困難となり、また上記膜厚より厚い場合には、コレステリック液晶構造制御が困難となる場合や、ムラが生じること等があるからである。
【００４０】
ここで、上述した偏光選択反射層の材料としては、カイラルネマチック液晶や、コレステリック液晶を用いることができ、コレステリック規則性を有する材料であれば、特に限定されるものではないが、中でも分子の両末端に重合性官能基を有する重合性液晶材料であることが好ましい。これにより、硬化後、光学的に安定した投影スクリーンを得ることができるからである。また、上記重合性液晶材料が、ネマチック規則性もしくはスメクチック規則性を呈する場合には、重合性カイラル剤を用いてもよい。以下、本発明の偏光選択反射層に用いられる材料および偏光選択反射層の形成方法についてそれぞれ説明する。
【００４１】
（１）重合性液晶材料
このような重合性官能基を有する重合性液晶材料の一例としては、例えば下記の一般式（１）で表される化合物（Ｉ）を挙げることができる。化合物（Ｉ）としては、一般式（１）に包含される化合物の２種を混合して使用することも可能である。またさらに、上記化合物（Ｉ）と下記の一般式（２）〜（１２）で表わされる化合物（ＩＩ）とで構成されるものであってもよい。
【００４２】
化合物（Ｉ）としては、一般式（１）に包含される化合物の２種を混合して使用することができる。
【００４３】
【化１】
【化２】
化合物（Ｉ）を表わす一般式（１）において、Ｒ1及びＲ2はそれぞれ水素又はメチル基を示すが、液晶相を示す温度範囲の広さからＲ1及びＲ2は共に水素であることが好ましい。Ｘは水素、塩素、臭素、ヨウ素、炭素数１〜４のアルキル基、メトキシ基、シアノ基、ニトロ基のいずれであっても差し支えないが、塩素又はメチル基であることが好ましい。また、化合物（Ｉ）の分子鎖両端の（メタ）アクリロイロキシ基と、芳香環とのスペーサであるアルキレン基の鎖長を示すａ及びｂは、それぞれ個別に２〜１２の範囲で任意の整数を取り得るが、４〜１０の範囲であることが好ましく、６〜９の範囲であることがさらに好ましい。ａ＝ｂ＝０である一般式（１）の化合物は、安定性に乏しく、加水分解を受けやすい上に、化合物自体の結晶性が高い。また、ａ及びｂがそれぞれ１３以上である一般式（１）の化合物は、アイソトロピック転移温度（ＴＩ）が低い。この理由から、これらの化合物はどちらも液晶性を示す温度範囲が狭く好ましくない。
【００４６】
上述した例では、重合性液晶モノマーの例を挙げたが、本発明においては、重合性液晶オリゴマーや重合性液晶高分子等を用いることも可能である。このような重合性液晶オリゴマーや重合性液晶高分子としては、従来提案されているものを適宜選択して用いることが可能である。
【００４７】
（２）カイラル剤
本発明においては、ネマチック液晶にカイラル剤を加えた、コレステリック規則性を有するカイラルネマチック液晶を、好適に使用することもできる。
【００４８】
本発明に用いられるカイラル剤とは、光学活性な部位を有する低分子化合物であり、分子量１５００以下の化合物を意味する。カイラル剤は主として、例えば化合物（Ｉ）や、必要に応じて用いられる化合物（ＩＩ）に示されるような重合性液晶材料が発現する正の一軸ネマチック規則性に螺旋ピッチを誘起させる目的で用いられる。この目的が達成される限り、重合性液晶材料、例えば化合物（Ｉ）と、もしくは化合物（Ｉ）および化合物（ＩＩ）の混合物と、溶液状態あるいは溶融状態において相溶し、上記ネマチック規則性をとりうる重合性液晶材料の液晶性を損なうことなく、これに所望の螺旋ピッチを誘起できるものであれば、下記に示すカイラル剤としての低分子化合物の種類は特に限定されないが、分子の両末端に重合性官能基があることが耐熱性のよい光学素子を得る上で好ましい。液晶に螺旋ピッチを誘起させるために使用するカイラル剤は、少なくとも分子中に何らかのキラリティーを有していることが必須である。従って、本発明で使用可能なカイラル剤としては、例えば１つあるいは２つ以上の不斉炭素を有する化合物、キラルなアミン、キラルなスルフォキシド等のようにヘテロ原子上に不斉点がある化合物、あるいはクムレン、ビナフトール等の軸不斉を持つ化合物が例示できる。さらに具体的には、市販のカイラルネマチック液晶、例えば、Merck社製Ｓ−８１１等が挙げられる。
【００４９】
しかし、選択したカイラル剤の性質によっては、化合物（Ｉ）と、もしくは化合物（Ｉ）および化合物（ＩＩ）の混合物として例示されるような重合性液晶材料が形成するネマチック規則性の破壊、配向性の低下、あるいは該化合物が非重合性の場合には、液晶性組成物の硬化性の低下、硬化フィルムの信頼性の低下を招くおそれがある。さらに、光学活性な部位を有するカイラル剤の多量使用は、組成物のコストアップを招く。従って、短ピッチのコレステリック規則性を有する円偏光制御光学素子を製造する場合には、本発明に用いられる重合性液晶材料に含有させる光学活性な部位を有するカイラル剤には、螺旋ピッチを誘発する効果の大きなカイラル剤を選択することが好ましく、具体的には一般式（１３）、（１４）、又は（１５）で表されるような分子内に軸不斉を有する低分子化合物（ＩＩＩ）の使用が好ましい。
【００５０】
【化３】
【化４】
【化５】
カイラル剤（ＩＩＩ）を表わす一般式（１３）又は（１４）において、Ｒ4は水素又はメチル基を示す。Ｙは上記に示す式（ｉ）〜（ｘｘｉｖ）の任意の一つであるが、なかでも、式（ｉ），（ｉｉ），（ｉｉｉ），（ｖ）及び（ｖｉｉ）の何れか一つであることが好ましい。また、アルキレン基の鎖長を示すｄ及びｅは、それぞれ個別に２〜１２の範囲で任意の整数をとり得るが、４〜１０の範囲であることが好ましく、６〜９の範囲であることがさらに好ましい。ｄ又はｅの値が０又は１である一般式（１３）又は（１４）の化合物は、安定性に欠け、加水分解を受けやすく、結晶性も高い。一方、ｄ又はｅの値が１３以上である化合物は融点（Ｔｍ）が低い。これらの化合物は液晶性を示す化合物（Ｉ）と、もしくは化合物（Ｉ）および化合物（ＩＩ）の混合物との相溶性が低下し、濃度によっては相分離等が起きるおそれがある。
【００５４】
本発明の重合性液晶材料に配合されるカイラル剤の量は、螺旋ピッチ誘起能力や最終的に得られる円偏光制御光学素子のコレステリック性を考慮して最適値が決められる。具体的には、用いる重合性液晶材料により大きく異なるものではあるが、重合性液晶材料の合計量１００重量部当り、０．０１〜６０重量部、好ましくは０．１〜４０重量部、さらに好ましくは０．５〜３０重量部、最も好ましくは１〜２０重量部の範囲で選ばれる。この配合量が上記範囲よりも少ない場合は、重合性液晶材料に充分なコレステリック性を付与できない場合があり、上記範囲を超える場合は、分子の配向が阻害され、活性放射線によって硬化させる際に悪影響を及ぼす危惧がある。
【００５５】
本発明においては、このようなカイラル剤としては、特に重合性を有することが必須ではない。しかしながら、得られる光学機能層の熱安定性等を考慮すると、上述した重合性液晶材料と重合し、コレステリック規則性を固定化することが可能な重合性のカイラル剤を用いることが好ましい。
【００５６】
（３）その他
また、本発明に用いられる偏光選択反射層には、上記重合性液晶材料、カイラル剤の他に、必要に応じて、光重合開始剤、増感剤、レベリング剤等、一般的な偏光選択反射層に用いられる材料を適宜用いてもよい。
【００５７】
本発明に用いられる光重合開始剤としては、例えばベンジル（ビベンゾイルともいう）や、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−ベンゾイル−４′−メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノメチルベンゾエート、２−ｎ−ブトキシエチル−４−ジメチルアミノベンゾエート、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、３，３′−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン、メチロベンゾイルフォーメート、２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン、１−（４−ドデシルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、２−クロロチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、１−クロロ−４−プロポキシチオキサントンなどを挙げることができる。なお、光重合開始剤の他に増感剤を、本発明の目的が損なわれない範囲で添加することも可能である。
【００５８】
ここで、本発明に用いられる光重合開始剤の添加量は、０．０１〜２０重量％、好ましくは０．１〜１０重量％、より好ましくは０．５〜５重量％の範囲であることが好ましい。
【００５９】
なお、本発明においては、上述したように、これらの材料によって偏光選択反射層に上記角度を有する螺旋軸構造領域を導入するものであってもよい。例えば、界面活性剤を多量に添加することにより、コレステリック液晶表面の配向を乱し、上述した角度を有する螺旋構造軸領域を導入するものであってもよく、また光重合開始剤の添加量を多量に添加することにより、コレステリック液晶の分子鎖を短いものとして、上記螺旋軸構造領域を導入する方法であってもよい。この際、反応終了後の光重合開始剤は、コレステリック液晶中でコレステリック液晶の配向を乱す不純物としての役割も果たすものとなる。
【００６０】
また、液晶配向性を有しない重合性化合物を添加することにより、上記螺旋軸構造領域を導入するものであってもよい。液晶配向性を有しない重合性化合物を添加することにより、コレステリック液晶の配向が乱され、螺旋軸構造領域の螺旋軸が傾くこととなるからである。また、微粒子を添加することにより、コレステリック液晶の配向を乱し、上記角度の螺旋軸構造領域を導入するものであってもよい。なお、本発明においては上記の方法を組み合わせて用いてもよい。また、これらの添加剤の種類や添加量等はその目的等によって適宜選択されるものである。
【００６１】
（４）偏光選択反射層の形成
本発明においては、上記各材料を混合した組成物を、後述する基材上に塗布し、配向させて硬化することにより、上記偏光選択反射層を得ることができる。
【００６２】
基材上に組成物を塗布する方法としては、上記各材料を混合した組成物をそのまま塗布してもよいが、粘性や配向性を調整する等の面から、有機溶媒に溶解させて用いることが好ましい。この際、用いられる溶媒は、後述する基材を侵食しないものであれば特に限定されるものではないが、例えば、アセトン、酢酸−３−メトキシブチル、ジグライム、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、塩化メチレン、メチルエチルケトン等を用いることができる。この場合、上記組成物は通常、５重量％〜５０重量％、中でも１０重量％〜３０重量％に希釈して用いられる。
【００６３】
また、上記組成物を塗布する方法としては、一般的に用いられている方法を用いることが可能であり、例えばロールコート法、グラビアコート法、バーコート法、スライドコート法、ダイコート法、スリットコート法、浸漬法等により行うことができる。また、上記基材がプラスチックフィルムである場合には、ロールツーロールのフィルムコーティングであってもよい。
【００６４】
続いて、上記組成物をコレステリック液晶構造が発現する所定の温度に保持し、上記組成物を配向させる。なお、本発明において最終的に得られるべき偏光選択反射層のコレステリック液晶構造は、プラーナー配向状態ではなく、上記角度を有する螺旋軸構造領域を有する配向状態であるが、この場合でも、配向処理は必要となる。すなわち、コレステリック液晶構造の液晶分子のダイレクターを基材上で一定方向に揃えるような配向処理は必要とされないが、コレステリック液晶構造中に複数の螺旋軸構造領域を形成させるような配向処理は必要となるからである。
【００６５】
配向処理の方法としては、上記組成物をコレステリック液晶構造が発現する所定の温度に保持することによって行うことができ、これによりコレステリック液晶は液晶相を呈し、液晶分子自体の自己集積作用により、液晶分子のダイレクターが層の厚さ方向に連続的に回転してなる螺旋構造が形成される。そして、このような液晶相の状態で発現したコレステリック液晶構造は、後述するような手法でコレステリック液晶を硬化させることにより、固定化することができるのである。
【００６６】
なお、このような配向処理工程は、基材上に塗布された液晶性組成物に溶媒が含有されている場合には、通常、溶媒を除去するための乾燥処理とともに行われる。なお、溶媒を除去するためには、４０〜１２０℃、好ましくは６０〜１００℃の乾燥温度が適しており、乾燥時間（加熱時間）はコレステリック液晶構造が発現し、実質上溶媒が除去されればよく、例えば、１５〜６００秒が好ましく、さらに好ましくは３０〜１８０秒である。なお、乾燥後に配向状態が不十分であることが分かった場合には、適宜加熱時間を延長するようにするとよい。なお、このような乾燥処理において減圧乾燥の手法を用いる場合には、配向処理のために別途加熱処理を行うことが好ましい。
【００６７】
次に、上述した配向処理工程において配向させた、コレステリック液晶層中の液晶分子を、硬化処理工程によりコレステリック液晶層を硬化させ、液晶相の状態で発現したコレステリック液晶構造を固定化する。
【００６８】
ここで、硬化処理工程で用いられる方法としては、（１）液晶性組成物中の溶媒を乾燥させる方法、（２）加熱により液晶性組成物中の液晶分子を重合させる方法、（３）放射線の照射により液晶性組成物中の液晶分子を重合させる方法、及び（４）それらの方法を組み合わせた方法を用いることができる。
【００６９】
このうち、上記（１）の方法は、コレステリック液晶層の材料である液晶性組成物に含有されるネマチック規則性を示す重合性の液晶材料として液晶ポリマーを用いた場合に適した方法である。この方法では、液晶ポリマーを有機溶媒などの溶媒に溶解させた状態で基材に塗布することとなるが、この場合には、乾燥処理により溶媒を除去するだけで、コレステリック規則性を有する固体化したコレステリック液晶層が形成される。なお、溶媒の種類や乾燥条件などについては、上述した塗布工程及び配向処理工程で述べたものを用いることができる。
【００７０】
上記（２）の方法は、加熱により液晶性組成物中の液晶分子を熱重合させてコレステリック液晶層を硬化させる方法である。この方法では、加熱（焼成）温度によって液晶分子の結合状態が変化するので、加熱時にコレステリック液晶層の面内で温度ムラがあると、膜硬度などの物性や光学的な特性にムラが生じる。ここで、膜硬度の分布を±１０％以内にするためには、加熱温度の分布も±５％以内に抑えることが好ましく、より好ましくは±２％以内に抑えることが好ましい。
【００７１】
なお、基材上に形成されたコレステリック液晶層を加熱する方法としては、加熱温度の均一性が得られれば特に限定はなく、ホットプレート上に密着して保持したり、ホットプレートとの間にわずかな気層を設けてホットプレートと平行になるように保持する方法を用いることができる。また、オーブンのような特定の空間全体を加熱する装置内に静置したり当該装置内を通過させる方法でもよい。なお、フィルムコーターなどを用いる場合には、乾燥ゾーンを長くして加熱時間を十分にとることができるようにすることが好ましい。
【００７２】
加熱温度としては一般に、１００℃以上の高温が必要となるが、基材の耐熱性から１５０℃程度までとすることが好ましい。ただし、耐熱性に特化したフィルムなどを基材の材料として用いれば、１５０℃以上の高温での加熱も可能である。
【００７３】
上記（３）の方法は、放射線の照射により液晶性組成物中の液晶分子を光重合させてコレステリック液晶層を硬化させる方法である。この方法では、放射線として、電子線や紫外線などを条件に応じて適宜用いることができる。通常は、装置の容易性などの観点から紫外線が好ましく用いられ、その波長は２５０〜４００ｎｍである。ここで、紫外線を用いる場合には、液晶性組成物に上述したように光重合開始剤が添加されていることが好ましい。なお、液晶性組成物に添加される光重合開始剤の添加量は、０．０１〜２０重量％、好ましくは０．１〜１０重量％、より好ましくは０．５〜５重量％の範囲であることが好ましい。
【００７４】
以上のような一連の工程（塗布工程、配向処理工程及び硬化処理工程）を行うことにより、単層のコレステリック液晶層からなる偏光選択反射層を備えた投影スクリーンを製造することができるが、上述した一連の工程を繰り返すことにより、複数層のコレステリック液晶層からなる偏光選択反射層を備えた投影スクリーンを製造することが可能である。ここで、光の拡散性を有する偏光選択反射層上に、さらに偏光選択反射層を塗布した場合、下層の配向状態が継続されることから、配向制御をする層を間に設ける必要は特にないが、例えば易接着層等の他の層を形成してもよい。
【００７５】
（基材）
次に、本発明の投影スクリーンに用いられる基材について説明する。本発明の投影スクリーンに用いられる基材としては、上記偏光選択反射層が形成可能であれば、特に限定されるものではないが、本発明においては、中でも可視光領域の波長の光を吸収するものであることが好ましく、具体的には４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲内の光を吸収するものであることが好ましい。これにより、上記コレステリック液晶の円偏光と逆の円偏光や、上記偏光選択反射層が反射する特定の波長以外の波長の光が入射した場合に、反射を防止することができ、明度の高い投影スクリーンとすることができるからである。
【００７６】
このような可視光領域の波長を吸収する基材としては、例えば黒い顔料を練りこんだプラスチックフィルム等とすることができる。また、透明なプラスチックフィルム等の上に、光吸収層が形成されたものであってもよく、この光吸収層は上記偏光選択反射層が形成される側に形成されるものであってもよく、また反対側に形成されるものであってもよい。
【００７７】
また、本発明においては、上述したように、上記偏光選択反射層中に上記螺旋軸構造を導入するために、基材が表面の配向の少ない材料としてもよい。表面の配向の少ない材料としては、例えば延伸等されていないプラスチックフィルムや、ラビング処理等されていないものを用いることができる。通常、偏光選択反射層は規則性が良好となるように、延伸やラビング処理等が施されたプラスチックフィルム等に形成されるものであるが、本発明においては、延伸やラビング処理等が施されていない基材上に上記偏光選択反射層を形成することにより、基材表面の液晶が規則的に配向せず、これにより上記偏光選択反射層中に上記角度を有する螺旋軸構造領域を導入することが可能となるからである。
【００７８】
上記基材に用いられる材料としては、特に限定されるものではなく例えばプラスチックフィルムや、金属、紙、ガラス等が挙げられる。プラスチックフィルムとしては、例えばポリカーボネート系高分子、ポリアリレートやポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系高分子、ポリイミド系高分子、ポリスルホン系高分子、ポリエーテルスルホン系高分子、ポリスチレン系高分子、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系高分子、ポリビニルアルコール系高分子、酢酸セルロース系高分子、ポリ塩化ビニル系高分子、ポリメチルメタクリレート系高分子等の熱可塑性ポリマー等からなるフィルムを用いることができる。
【００７９】
また、本発明に用いられる基材の膜厚としては、その投影スクリーンの用途や種類等により適宜選択されるものであり、例えば投影スクリーンが巻き取り式で用いられる場合には、通常１５μｍ〜３００μｍ、中でも２５μｍ〜１００μｍとすることができる。また、巻き取り式で用いられず、例えばパネル型等のようにフレキシブル性を要求されない場合には、基材の膜厚は特に限定されるものではない。
【００８０】
また、本発明に用いられる基材は、上記偏光選択反射層との密着性を向上させるために、例えばコロナ処理やＵＶ洗浄等により、表面を処理したものであってもよい。
【００８１】
またさらに、易接着層が形成されているプラスチックフィルム等を用いてもよく、例えば易接着層付ＰＥＴフィルムＡ４１００（商品名 東洋紡社製）や易接着材料ＡＣ−Ｘ、ＡＣ−Ｌ、ＡＣ−Ｗ（商品名 パナック社製）等を用いてもよい。
【００８２】
（投影スクリーン）
次に、本発明の投影スクリーンについて説明する。本発明の投影スクリーンは、上記基材上に、上記偏光選択反射層が形成されたものであれば、特に限定されるものではなく、例えば図６に示すように、基材１上に、密着性向上層４が形成され、その密着性向上層４上に上記偏光選択反射層２が形成されるものであってもよい。また、上述したように、上記偏光選択反射層は、１層に限定されるものではなく、例えば図４に示すように、赤色偏光選択反射層（２Ｒ）、緑色偏光選択反射層（２Ｇ）、青色偏光選択反射層（２Ｂ）等としてもよく、またさらに、他の色の層等を設けたものであってもよい。
【００８３】
本発明によれば、偏光選択反射層がコレステリック液晶構造の有する偏光分離特性により特定の偏光成分の光（例えば右円偏光）のみを選択的に反射するので、偏光特性のない外光や照明光などの環境光を偏光選択反射層で約５０％しか反射しないようにすることができる。このため、白表示などの明表示の部分の明るさが同じ場合でも、黒表示などの暗表示の部分の明るさを略半分にして、映像のコントラストを略２倍にすることができる。なおこのとき、投射された映像光が、偏光選択反射層で選択的に反射される光の偏光成分と同一の偏光成分の光（例えば右円偏光）を主として含むようにすれば、投射された映像光を偏光選択反射層で略１００％反射することができ、映像光を効率的に反射することができる。
【００８４】
また、偏光選択反射層においては、コレステリック液晶構造が上記角度を有する螺旋軸構造領域を有し、コレステリック液晶構造に含まれる螺旋軸構造領域の螺旋軸Ｌの方向がばらついたりしているので、映像光が鏡面反射でなく拡散反射され、映像が視認しやすくなる。なおこのとき、偏光選択反射層は、コレステリック液晶構造の構造的な不均一性により、選択的に反射される光を拡散させるので、特定の偏光成分の光（例えば選択反射波長域内の右円偏光）を拡散させながら反射する一方で、その他の光（例えば選択反射波長域内の左円偏光、選択反射波長域外の右円偏光及び左円偏光）については拡散させずに透過させることができる。このため、偏光選択反射層を透過する環境光や映像光について、上述したような「消偏」の問題は起こらず、偏光選択反射層の本来の偏光分離機能を維持しつつ、映像の視認性を向上させることができる。
【００８５】
以上のように、本発明によれば、外光や照明光などの環境光の影響をコレステリック液晶構造の有する偏光分離特性により抑えて映像のコントラストを高める一方で、コレステリック液晶構造内に含まれる所定の角度を有する螺旋軸構造領域の作用によって映像の視認性を低下させることなく映像光の反射光に散乱効果を与えることができ、明るい環境光の下でも映像を鮮明に表示することができる。
【００８６】
なお、本発明においては、上記密着性向上層を形成することが好ましく、この密着性向上層は、上記基材と上記偏光選択反射層との密着性を向上させるために設けられるものである。このような密着性向上層としては、特にその種類や材料等は特に限定されるものではなく、例えばアクリル系やエポキシ系の材料等を用いることができる。
【００８７】
また、必要に応じて適宜、傷つき防止層や、低反射層、紫外線防止層等を設けたものであってもよい。
【００８８】
なお、本発明においては、上記投影スクリーンに像を射出する機器は、上記投影スクリーンに光の濃淡により画像を映し出すことが可能なものであれば、特に限定されるものではなく、例えば光源の前にフィルム等を配置することによって画像を形成する映写機のようなものであってもよい。本発明においては中でも、ＣＲＴ方式等の自発光タイプ、液晶方式、ＤＬＰ方式等のライトバルブタイプの投影機を用いることが好ましく、特に射出される光を円偏光に偏光させることが好ましい。例えば液晶方式の投影機であれば、射出させる直線偏光を円偏光に変換する位相差版を通過させることによって、ほとんど光量の損失がなく、円偏光に変換することが可能となる。この際、用いられる位相差板としては、１／４波長を有するものであることが好ましく、具体的には視感度が最も高い５５０ｎｍに合せて、１３７．５ｎｍであるものを用いることが好ましい。さらに、射出されるＲＧＢ全ての波長に適用させることから、広帯域１／４波長位相差板であることが特に好ましい。また、また材料の複屈折の制御による単体の位相差板、または１／４波長位相差板と１／２波長位相差板を組み合わせたものを用いてもよい。ここで、上記位相差板は、投影機内部に組み込まれているものであってもよく、また外付けで射出口に装着させるものであってもよい。
【００８９】
また、ＣＲＴ方式およびＤＬＰ方式の投影機は、射出光が偏光制御されていないことから、光学素子を介して直線偏光にし、位相差板を配置することが好ましい。この場合、投影機自体の光量は半減するが、コントラスト向上効果を得ることが可能となる。
【００９０】
また、本発明においては上記投影スクリーンが使用される室内の照明や外光は、上記投影スクリーンが反射する円偏光と反対の円偏光とされることが好ましい。これにより、外光や照明等が投影スクリーンに入射した場合であっても、投影スクリーンがその光を反射することなく、吸収されることから、明るい環境でも明度が高いものとすることができるからである。この際、上記照明や外光を制御する方法としては、吸収型の円偏光板や、円偏光分離層、直線偏光分離層を用いる反射型の円偏光板等を用いることができる。
【００９１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００９２】
【実施例】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。
【００９３】
[実施例]
紫外線硬化型のネマチック液晶からなる主剤（９４．７重量％）にカイラル剤（５．３重量％）を添加したモノマー混合液晶をシクロヘキサノンに溶解し、４４０ｎｍに選択反射中心波長を有する第１のコレステリック液晶溶液を調整した。
【００９４】
なお、ネマチック液晶としては、上記の化学式（１２）で表される化合物を含む液晶を用いた。また、重合性カイラル剤としては、上記の化学式（１５）で表される化合物を用いた。
【００９５】
さらに、第１のコレステリック液晶溶液には、光重合開始剤（Ciba Speciality Chemicals社製）を５重量％添加した。
【００９６】
そして、以上のようにして調整した第１のコレステリック液晶溶液を、２００ｍｍ□の黒色ＰＥＴフィルム上に易接着層を成膜した基材（ルミラー／ＡＣ−Ｘ、パナック社製）上にバーコート法により塗布した。
【００９７】
次に、８０℃のオーブンで９０秒加熱し、配向処理（乾燥処理）を行い、溶媒が除去されたコレステリック液晶層を得た。
【００９８】
その後、コレステリック液晶層に対して３６５ｎｍの紫外線を５０ｍＷ／ｃｍ２で１分間照射し、コレステリック液晶層を硬化させることにより、４４０ｎｍに選択反射中心波長を有する１層目の部分選択反射層を得た。
【００９９】
同様にして、第２のコレステリック液晶溶液を、１層目の部分選択反射層上に直接塗布し、配向処理（乾燥処理）及び硬化処理を行った。これにより、５５０ｎｍに選択反射中心波長を有する２層目の部分選択反射層を得た。なお、第２のコレステリック液晶溶液は、第１のコレステリック液晶溶液と同様の手法により調整されたものであり、ネマチック液晶とカイラル剤との混合比率を制御することにより、５５０ｎｍに選択反射中心波長を有するようにした。
【０１００】
同様にして、第３のコレステリック液晶溶液を、２層目の部分選択反射層上に直接塗布し、配向処理（乾燥処理）及び硬化処理を行った。これにより、６００ｎｍに選択反射中心波長を有する、３層目の部分選択反射層を得た。なお、第３のコレステリック液晶溶液は、第１のコレステリック液晶溶液と同様の手法により調整されたものであり、ネマチック液晶とカイラル剤との混合比率を制御することにより、６００ｎｍに選択反射中心波長を有するようにした。
【０１０１】
以上により、偏光選択反射層として、青色（Ｂ）の波長域の光（４４０ｎｍに選択反射中心波長を有する光）を選択的に反射する１層目の部分選択反射層と、緑色（Ｇ）の波長域の光（５５０ｎｍに選択反射中心波長を有する光）を選択的に反射する２層目の部分選択反射層と、赤色（Ｒ）の波長域の光（６００ｎｍに選択反射中心波長を有する光）を選択的に反射する３層目の部分選択反射層とが、基材側から順に積層された投影スクリーンを得た。なお、１層目の部分選択反射層の厚さは３μｍ、２層目の部分選択反射層の厚さは４μｍ、３層目の部選択反射層の厚さは５μｍとした。なお、このようにして得られた投影スクリーンの偏光選択反射層の各部分選択反射層のコレステリック液晶構造はプラーナー配向状態ではなかった。
【０１０２】
なお、この際、透過電子顕微鏡により撮影した写真から、基材の法線方向と右方向に１０°の螺旋軸を有する螺旋軸構造領域、および基材の法線方向と左方向に、１０°の螺旋軸を有する螺旋軸構造領域を有することが確認された。上記螺旋軸構造領域の角度の測定は、偏光選択反射層をエポキシ系包埋樹脂で包埋した後、薄切片とした試料を、２重染色し観測したものである。ここで、透過電子顕微鏡は、日本電子製ＪＥＭ−２００ＣＸ型透過電子顕微鏡を用いた。
【０１０３】
[比較例１]
基材として、延伸黒ＰＥＴフィルム（ルミラー、パナック社製）を用いて、上記螺旋軸構造領域を導入しなかった以外は、実施例１と同様に投影スクリーンを形成した。この際、表面は偏光選択反射層がプラーナー配向しており、鏡面的な反射を有した。なお、このようにして得られた投影スクリーンの偏光選択反射層の各部分選択反射層のコレステリック液晶構造はプラーナー配向状態であった。
【０１０４】
[比較例２]
市販の投影スクリーンとして、布材の表面にビーズ入りの散乱層を形成した投影スクリーン（オーエス社製）を準備した。
【０１０５】
［評価］
ここで、投影機の出射口には、出射された映像光が円偏光となるように円偏光板を配置した。また、投影機及び投影スクリーンが設置される室内の照明は、天井に設置された蛍光灯（無偏光状態の光を出射するもの）により行い、天井からおよそ５０度の角度で投影スクリーン上に照明光が照射されるような関係で配置した。このとき、投影スクリーンの真下での明るさは、照度計（デジタル照度計５１０−０２、横河Ｍ＆Ｃ社製）により測定したところ、２００ルクス（ｌｘ）であった。
【０１０６】
なお、投影スクリーンは、床に対して垂直に設置した。また、投影機を投影スクリーンから垂直な方向（床に平行な方向）に約２．５ｍ離れたところに配置した。
【０１０７】
この状態で、投影機により投影スクリーン上に映像光（白と黒のエリアがある静止映像）を投射し、映像のコントラストを測定した。具体的には、輝度計（ルミナンスメーターＢＭ−８、トプコン社製）により、投影スクリーンの中央部の白色及び黒色の映像のそれぞれの輝度を測定し、その比をコントラスト（コントラスト＝白映像の輝度÷黒映像の輝度）として表した。
【０１０８】
次表１に、実施例、比較例１及び比較例２に係る各投影スクリーンについてのコントラストを示した。
【０１０９】
また、各投影スクリーンを目視により観察したが、この場合、比較例１に係る投影スクリーンでは、光の反射が鏡面的に起こり、映像が視認しにくく測定できなかった。実施例及び比較例２の各投影スクリーンでは良好に映像を視認することができたが、コントラストについては、実施例に係る投影スクリーンの方が、比較例２に係る投影スクリーンに比べて約８倍向上した。
【０１１０】
【表１】
【発明の効果】
本発明によれば、上記偏光選択反射層が、上記基材の法線と所定の角度を有する螺旋軸を形成する螺旋軸構造領域を有することによって、コレステリック液晶構造が構造的に不均一となることから、投影された光を鏡面反射することなく、また偏光分散機能を損なうことなく拡散させることが可能となり、投影スクリーンとすることができる。また、上記コレステリック液晶構造の偏光選択反射性により、投影機等から投影される特定の偏光成分の光を効率よく反射することができる。またさらに、上記コレステリック液晶構造の偏光選択反射性により、照明光や外光等の反射による影響を低減することが可能であることから、明るい環境のもとでも明度の高い投影スクリーンとすることができる。また、ギラつき防止層等の表面の凹凸（マット形状）を形成することなく、映像を視認することが可能となることから、ざらつきのない鮮明な映像品質を得ることが可能な投影スクリーンとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の投影スクリーンの一例を示す説明図である。
【図２】本発明の偏光選択反射層の光学的機能を説明するための説明図である。
【図３】本発明の投影スクリーンの偏光選択反射層を説明するための説明図である。
【図４】本発明の投影スクリーンの偏光選択反射層を説明するための説明図である。
【図５】本発明の投影スクリーンの偏光選択反射層を説明するための説明図である。
【図６】本発明の投影スクリーンの一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１ … 基材
２ … 偏光選択反射層
Claims (3)
- 基材と、前記基材上に形成され、かつ特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層とを有し、前記偏光選択反射層が、前記基材平面の法線を含む断面において、前記法線と螺旋軸構造領域の螺旋軸とのなす角が、前記法線方向を基準に右回りに鋭角である前記螺旋軸構造領域と、前記法線方向を基準に左回りに鋭角である前記螺旋軸構造領域とを有し、
前記鋭角を有する螺旋軸構造領域が、偏光選択反射層内において５０％以上含有されており、
前記偏光選択反射層は、前記偏光選択反射層の最大反射強度に対して半分以上の反射強度を有する波長域が、可視光域の一部のみであることを特徴とする投影スクリーン。 - 前記偏光選択反射層が、前記基材の法線方向の螺旋軸を有する螺旋軸構造領域を有することを特徴とする請求項１に記載の投影スクリーン。
- 前記偏光選択反射層は、前記偏光選択反射層に対して光が垂直に入射する場合を基準にして、選択反射中心波長が４３０ｎｍ〜４６０ｎｍ、５４０ｎｍ〜５７０ｎｍ、および５８０ｎｍ〜６２０ｎｍの範囲に存在する光を選択的に反射することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の投影スクリーン。
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